《工程車輛傳動系統的耦合混沌特性辨識與控制研究》是依託北京交通大學，由李平康擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：工程車輛傳動系統的耦合混沌特性辨識與控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李平康
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究擬運用流體力學、運動學、動態系統辨識等相關理論，分析動力傳動系統混沌及耦合混沌特性形成的機理，並將研究一種基於狀態相關Riccati方程（SDRE：State Dependent Riccati Equation）的分析及控制策略，實現對系統的控制和混沌同步現象的抑制。通過虛擬仿真結合硬體在迴路仿真技術，開展車輛動力傳動系統性能最佳化的研究。將主要完成：（1）單級及多級液壓緩衝系統的非線性特性辨識及混沌產生的條件分析；（2）研究動力傳動系統中的液壓緩衝閥等非線性混沌耦合特性對換檔品質的影響，揭示換檔的動態衝擊機理，提出解決一直困擾TCU工程設計的緩衝控制問題的方法；（3）研究一種基於SDRE的設計及分析方法，實現對傳動系統的混沌同步的抑制控制。該項目將不僅在提升我國工程車輛動力傳動控制系統的設計研發水平的理論方面取得突破，而且對提高車輛換檔品質設計具有良好的理論指導意義。
結題摘要
工程車輛傳動系統的非線性混沌特性影響了我國車輛研發能力的提升。本課題運用非線性動力學、運動學、動態系統辨識等相關理論，針對提高我國工程車輛傳動系統的綜合傳動性能、系統結構輕量化、降低能耗等需求，分析研究了工程車輛動力傳動系統非線性模型的仿真、辨識、混沌系統特性求解及工程模擬試驗等。得到的主要成果有：（1）提出並實現了車輛動力傳動系的非線性混沌耦合模型分析體系建立方法：採用鍵合圖結合遺傳算法，辨識了完整的車輛動力換擋系統動態模型；（2）利用Wiener-Hammerstein 結構，採用Linear-in-Parameter的非線性模型辨識方法實現了耦合彈簧振子Van der Pol Duffing模型參數的辨識。結合數值計算和解析求解的方法通過相軌跡、及李亞普諾夫指數等分析了系統中的離合器齒輪副及(複合)行星傳動機構和液壓緩衝彈簧等子系統在換擋擾動作用下解的混沌行為。（3）對混沌系統的求解方法進行了較為系統的研究，利用Matlab符號計算的自動方法探討了多種混沌解析解和數值解的實現算法，如MMA、諧波平衡法、同論法及Adomian分解法等算法，得到了一種寬域的解析與數值解集成的新算法；發現了聯合“Broyden算法”與“格線劃區搜尋”的集成方法，證明了所形成的“Broyden格線疊代算法”在循環變數不完整的情況下可覆蓋全部解軌跡。（4）提出了“用可控超越離合配合或替代摩擦離合器工作”的思想，對原離合器進行了創新設計(摩擦元件分離且沿軸向分布)。根據“控制機件能否在超越狀態獨立於從動件”這一特徵，將可控超越離合器劃分為“控制分離型”與“控制非分離型”兩類。在此分類基礎上，提出了一種具有四種工作模式的電機驅動式控制分離型超越離合器的設計方法。採用Simulink、ADAMS、ANSYS 與AMESim 進行了設計與聯合仿真模擬，設計製作了新型控制分離型超越離合器，建造了新型超越離合器傳動系統試驗平台，將實驗結果與相關文獻中同等工況下離合器性能指標進行了對比，驗證了設計方法的合理性。（5）結合離合器換擋接合過程給出了狀態相關Riccati方程（SDRE）的非線性系統最佳化控制方法。
